הגדרה של הובלה סלולרית פעילה/פסיבית (דרך הממברנה)

תאים הם היחידות הבסיסיות של מבנה החיים. הם כמו ערים קטנות מלאות בפעילות ובדיוק כמו בעיר, תחבורה וחילופי חומרים בין החוץ לפנים חיוניים כדי שהכל יעבוד וחייבים להיות קפדניים בָּדוּק. קרום התא הוא המחסום המפריד בין התא לעולם החיצון, וכל החומרים הנכנסים ויוצאים מהתאים צריכים לעבור דרכו ולדאוג לווסת המעבר.

קרום התא: גבול סלקטיבי

הממברנה היא כמו מסנן המאפשר מעבר של חומרים מסוימים, וחוסם אחרים. הוא מורכב מא שכבה כפולה של סוג של שומנים המכונה פוספוליפידים עם חלבונים מוטבעים בו. חלבונים אלה הם חלבונים נשאים וכפי ששמם מעיד, הם מקלים על מעבר חומרים תוך שליטה בזרימות הנכנסות ויוצאות מהתא.

כמה חלבונים נשאים יוצרים ערוצים, בדומה לשערים, הנפתחים או נסגרים כדי לאפשר מעבר חומרים. האם תעלות חלבונים הם נפתחים ונסגרים בהתאם לצרכי התאים ומגיבים למספר רב של אותות. סוג זה של חלבון משתתף בסוג של הובלה תאית המכונה תחבורה קלה פסיבית או דיפוזיה קלה.

ישנם סוגים אחרים של חלבוני טרנספורטר, הידועים בשם פצצות והם פועלים בצורה דומה לקטפולטה, הלוכדת מולקולה בצד אחד, וזורקת אותה לעבר הצד השני של הממברנה. סוגים אלה של חלבונים פועלים במהלך מעבר פעיל.

שיפועי ריכוז: הכוח המניע של התחבורה הסלולרית

משני צידי הממברנה ישנה תמיסה מימית (כלומר שהממס הוא מים) של מולקולות אורגניות ומינרלים. עבור כל אחד מהחומרים הקיימים, לתמיסה יש א ריכוז שונה; כלומר, יש כמות מסוימת של מומס מומס.

לדוגמה, אם נכין שתי כוסות לימונדה בכוס של 250 מ"ל (כמות הנוזל שנכנסת לכוס) אבל באחת הכוסות יש שמנו 2 כפות סוכר ואת האחרת 4, זה עם 4 כפות בוודאי יהיה מתוק מדי וריכוז הסוכר יהיה גבוה. הכוס השנייה תהיה בעלת ריכוז נמוך יותר וטעמה פחות מתוק. אם נערבב את תכולת שתי הכוסות, הטעם של התערובת יהיה הומוגני בנקודת האמצע בין שני הפתרונות, ואולי עכשיו יש לנו חצי ליטר לימונדה עם הנקודה הנכונה של סוכר. זו דוגמה לאיך המומסים נעים במורד שיפוע הריכוז. על ידי ערבוב הכוסות עברו מולקולות הסוכר מהתמיסה המרוכזת יותר לתמיסה הפחות מרוכזת, עד שכל התמיסה הגיעה לאותו ריכוז והתנועה נעצרה.

הובלה פסיבית

הובלה פסיבית היא כמו לפתוח את הברז ופשוט לתת למים לזרום ללא שליטה. מבלי לבזבז אנרגיה. בשלב זה, חומרים נעים במורד שיפוע הריכוז שלהם, כלומר, מהמקום שבו יש יותר ריכוז למקום שבו יש פחות, עד הגעה לשיווי משקל, כמו בדוגמה של כוסות הלימונדה. ישנם שני סוגים של הובלה פסיבית: דיפוזיה פשוטה ודיפוזיה קלה.

דיפוזיה רגילה

בסוג זה של הובלה, מולקולות קטנות, כגון חמצן ופחמן דו חמצני, חוצות את קרום התא במורד שיפוע הריכוז שלהן.

תהליך זה דומה לדוגמא של כוסות לימונדה או כאשר ריח של בושם מתפשט דרך א חדר: מולקולות נעות מהמקום שבו יש יותר בושם למקום שבו יש פחות עד שהריח מתפזר באופן שווה.

דיפוזיה קלה

מולקולות גדולות יותר או טעונות חשמלית אינן יכולות לחצות את הממברנה, וצריכות עזרה לחצות אותה. זה המקום שבו ה חלבוני טרנספורטר תעלות.

ה מולקולות חוצות את הערוצים במורד השיפוע., אך ניתן לסגור או לפתוח את הערוצים הללו בתגובה לתנאים הסלולריים. אם הערוץ סגור, למרות שיש שיפוע ריכוז משני צידי הממברנה, לא תהיה תנועה.

סְפִיגָה

זוהי דיפוזיה פשוטה של ​​מים על פני קרום התא.. למים יש יכולת מדהימה לעבור דרך שומני ממברנה, מה שאומר שהתאים חייבים לשלוט בקפידה על תכולת המים שלהם.

אם תא נמצא בסביבה מלוחה יותר מהפנים שלו, מים ידלפו החוצה מהתא כדי לדלל את המלח החיצוני, מה שעלול להוביל להתכווצות התא. מצד שני, אם הסביבה החיצונית פחות מלוחה, מים ייכנסו לתא, ויגרמו לו להתנפח ואולי להתפוצץ. כדי להימנע מכך, לתאי הצמח יש דופן תא נוקשה שמכיל את התא ומונע ממנו להגדיל את נפחו מעבר לגבול.

תאי בעלי חיים ללא דופן, חייבים להיות בסביבה עם מליחות מבוקרת בקפדנות, אחרת הם עלולים לסבול א הלם אוסמוטי ומת. מסיבה זו ישנה חשיבות רבה לאיזון המלוחים של הדם, האחראי על מערכת ההפרשה.

תחבורה אקטיבית ודוגמאות

בניגוד לתחבורה פסיבית, הובלה אקטיבית דורשת הוצאת אנרגיה. התאים להשתמש באנרגיה כדי להעביר חומרים כנגד שיפוע הריכוז שלהםכלומר, מהמקום שבו יש פחות ריכוז למקום שבו יש יותר. התאים להשתמש באנרגיה כדי להפעיל חלבונים במשאבת, הבליסטראות שדיברנו עליהן כשהזכרנו את מבנה דופן התא.

במהלך הובלה פעילה, חלבוני טרנספורטר משתמשים באנרגיה ישירות כדי להיות מסוגל לשאוב חומרים כנגד השיפוע שלהם. יונים ומלחים מינרליים הם חומרים הנעים לעיתים כנגד השיפוע שלהם בתהליכים מסוג זה. דוגמה לכך היא משאבת הנתרן-אשלגן החיונית לתפקוד השרירים והנוירונים.

פעמים אחרות, חלבוני נשא מתפקדים בצמוד להובלה פסיבית. במקרה זה, הצעד לטובת השיפוע נותן "דחיפה" או גורר את החומר שחוצה כנגד השיפוע שלו. זה כאילו נעשה שימוש באינרציה כדי להתקדם. דוגמה לכך היא הובלת גלוקוז בתאי המעי, כאשר הנתרן נשאב מהתא על ידי משאבת נתרן-אשלגן, שמייצרת שיפוע המאפשר לגלוקוז להיכנס לתא תוך ניצול זה "לִדחוֹף".

אנדוציטוזיס

מנגנון הובלה פעיל נוסף הוא אנדוציטוזיס, שגם הוא מעביר חומרים כנגד השיפוע שלו, ומשמש עבור חלקיקים גדולים יותר, בערך בגודל של חיידק או תא. במקרה הזה, התא "בולע" את החלקיק. מנגנון זה הוא ה צורת המזון העיקרית לאורגניזמים חד-תאיים וחלק מתאי מערכת החיסון, המכונים מקרופאגים, אוכלים את הגורמים הפולשים לגוף.

ישנם מנגנוני הובלה נוספים, אך המנגנונים החשופים הם העיקריים והנפוצים ביותר בתאים.